Για πρώτη φορά στα χρονικά, επιστήμονες δημιούργησαν ένα πρωτοποριακό μοντέλο αναπαράστασης ανθρώπινων πνευμόνων, αξιοποιώντας αποκλειστικά κύτταρα από έναν και μόνο δότη. Το νέο «πνεύμονας-σε-τσιπ» αποτελεί ένα τεχνολογικό άλμα που υπόσχεται να αλλάξει όσα γνωρίζουμε για τη διάγνωση και αντιμετώπιση της φυματίωσης, αλλά και να βελτιώσει σημαντικά τη στοχευμένη θεραπεία με βάση το μοναδικό γενετικό προφίλ κάθε ασθενούς.
Η τεχνολογία αυτή, που παρουσιάστηκε σύμφωνα με το Interesting Engineering, αναπαριστά με ακρίβεια τη διαδικασία της αναπνοής και την εκδήλωση πνευμονικών παθήσεων, ανοίγοντας έναν νέο δρόμο για εξελιγμένες, εξατομικευμένες ιατρικές λύσεις. Το ειδικό τσιπ αποτελείται από βιολογικό ιστό που κινείται όπως ένας ζωντανός πνεύμονας, δίνοντας τη δυνατότητα στους ερευνητές να εξετάζουν σε πραγματικό χρόνο πώς το ανοσοποιητικό σύστημα του κάθε ατόμου αντιδρά σε μολύνσεις όπως η φυματίωση και να εντοπίζουν την πιο αποτελεσματική αγωγή ειδικά για εκείνον.
Σύμφωνα με τον επικεφαλής της ομάδας του Ινστιτούτου Francis Crick στο Λονδίνο, Μαξ Γκουτιέρεζ – που υπογράφει τη σχετική δημοσίευση στο ScienceAdvances – η νέα αυτή μέθοδος αποφεύγει τα πειράματα σε ζώα και ξεπερνά τους περιορισμούς των μέχρι τώρα δοκιμών, προσαρμόζοντας πλήρως τα ανοσοκύτταρα και τη βιολογία των ασθενών. Το επίτευγμα βασίζεται στη δύναμη των επαγόμενων πολυδύναμων βλαστοκυττάρων (iPSCs), τα οποία δίνουν τη δυνατότητα να αναπαραχθεί ένα μικροσκοπικό, αλλά πλήρως λειτουργικό, κομμάτι πνευμονικού ιστού με γενετική ταυτότητα ίδια με του δότη.
Τι διαφοροποιεί αυτή την τεχνολογία; Μέχρι σήμερα, τα εργαστηριακά μοντέλα προέρχονταν από συνδυασμό κυττάρων διαφόρων πηγών, περιορίζοντας την ακρίβεια προσομοίωσης. Πλέον, χρησιμοποιούνται μόνο κύτταρα από έναν άνθρωπο, κάνοντας εφικτή την παρακολούθηση της αντίδρασης του ίδιου του ανοσοποιητικού του στη φυματίωση ή άλλες ασθένειες. Η ελβετική εταιρεία AlveoliX σχεδίασε έναν μηχανισμό που μιμείται ακριβώς την κίνηση της αναπνοής, με ρυθμική διάταση και σύσπαση του ιστού, ώστε οι κυτταρικές δομές να αναπτυχθούν όπως σε έναν αληθινό οργανισμό.
Πειραματικά, οι ερευνητές εισήγαγαν μακροφάγα από τον ίδιο δότη και μικροβιακά στελέχη φυματίωσης στο τσιπ, παρακολουθώντας λεπτό προς λεπτό τα αρχικά βήματα της λοίμωξης. Παρατηρήθηκε ότι πέντε ημέρες πριν καταστραφεί η κυψελιδική δομή, τα ανοσοκύτταρα είχαν ήδη αρχίσει να πεθαίνουν – μια αποκάλυψη που μπορεί να οδηγήσει σε εντελώς νέες τακτικές θεραπείας.
Ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Τζάκσον Λουκ, εκ των βασικών μελών της μελέτης, τόνισε την ανάγκη για τέτοιες τεχνολογίες, καθώς η φυματίωση αναπτύσσεται αργά και είναι δύσκολο να μελετηθούν τα πρώτα στάδια της νόσου με τα συμβατικά μέσα. Επιπλέον, αφού τα πειράματα σε ζώα δίνουν περιορισμένες απαντήσεις λόγω της ανατομίας και των ανοσολογικών διαφορών, το νέο μοντέλο αποτελεί ανεκτίμητο μέσο, όχι μόνο για τη φυματίωση, αλλά και για μελλοντική εφαρμογή σε γρίπη, κορονοϊό και ακόμα και στον καρκίνο του πνεύμονα.
